JP4996017B2 - 受電電力調整装置ならびに自家発電装置およびその制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自家用の発電機を商用電源と系統連系させる際に、受電電力が一定値以上となるように制御して、逆潮流を防ぐための受電電力調整装置ならびに自家発電装置およびその制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、コージェネレーションシステムなどの自家用の発電機を商用電源に接続し、系統連系を行う場合に、現状では一般に「逆潮なし」、すなわち、発電機から出力される電力を商用電源に流さない運転が行われている。自家用の発電機と商用電源とを併用するのは、発電機の容量を負荷の頻度などを考慮して効率が高くなるように設定し、不足する電力を商用電源から補充するためなどの理由による。発電機は負荷に応じて出力が制御されるけれども、負荷の急激な変化に対しては充分に追従させることは困難である。このため、負荷が急激に減少するときに、発電機の出力が負荷を超えてしまい、商用電源側に流れる逆潮流が生じやすくなる。
【0003】
図11は、逆潮流を行わないようにするために、一般に行われている受電電力一定制御の考え方を示す。この制御では、一定値以上の電力を商用電源から発電機設置者の構内に流す制御を行う。負荷電力が増大すると、発電機の最大出力を超える分は、商用電源から供給される。発電機を設置している構内における負荷変動は急峻であるので、負荷の急激な減少時には、前述のように発電機の出力制御が追従しきれず、発電機の出力が負荷を上回ってしまう可能性がある。このような負荷変動時に電力が商用電源側へ流れる可能性を回避するため、受電点で電力監視を行い、商用電源から一定値以上の電力を構内へ受電するようにしておく。発電機の出力が負荷の減少に追従するまでの過度的な過剰電力は、その一定値の電力の範囲内で吸収され、逆潮流を防ぐことができる。
【0004】
なお、特開平10−150483号公報には、負荷電力が急減する場合に、フライホイール発電電動機で電力を吸収し、負荷電力が急増する場合に、フライホイール発電電動機を発電機として機能させ、負荷変動を平準化させる先行技術が開示されている。
【0005】
図12は、自家用の発電機を商用電源と併用する場合に、商用電源の異常時対策として、商用電源の停電を検出して発電機と発電機に接続されている負荷とを切離すことができる自家発電装置1の概略的な構成を示す。自家発電装置1では、発電機2の負荷を、重要負荷3と一般負荷4とにグループ分けしておく。重要負荷3は発電機2に直接接続し、一般負荷4は発電機2から遮断器5を介して接続する。発電機2は、商用電源6と系統連系し、一般負荷4は商用電源6側に接続する。ただし、発電機2と重要負荷3との間には連系用遮断器7が接続され、商用電源6と一般負荷4との間には受電用遮断器8が接続される。商用電源6の電圧は、変圧器9を介して停電検出装置10によって検出され、停電などの異常時には、停電検出装置10から遮断器5に対して遮断指令が与えられ、遮断器5を開放する制御が行われる。遮断器5の開放によって、発電機2の出力から一般負荷4が切離され、重要負荷3のみを発電機2の負荷として、電力供給を続けることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
前述のような受電電力一定制御を行うと、負荷変動が小さく、負荷が比較的安定しているときでも、負荷に供給する発電機出力を一定の受電電力だけ少なくしなければならず、発電機出力が制限される。このため、負荷率・稼働率の低下、発電効率の低下などの問題が生じる。
【0007】
また、負荷変動量が多い場合には、受電電力一定量を多くする必要が生じる。このため、発電機は容量選定の段階で、小さな発電出力のものしか選択することができず、コージェネレーションシステムなどでは、熱出力との均衡上から最適と考えられる容量を選定することが不可能となってしまう。
【0008】
特開平10−150483号公報の先行技術では、第[0018]段落の前半に記載されているように、「受電電力平準化装置10は、急激な負荷の変動をフライホイール発電電動機14のエネルギーの蓄勢、放勢によって瞬時に吸収」することに関する構成や動作については比較的詳細に記載されている。しかし、第[0018]段落の後半に記載されている「変動不可分をゆっくり自家発電機2側に移行させる働きをする」ことについては、何も記載されていない。自家発電機2の制御については、公開公報の図4に示される従来技術と同様であり、第[0002]段落に記載されているように、受電電力値に基づいて自動負荷制御器6が負荷設定器7を調整すると考えられる。公開公報の図1では、自動負荷制御器6には、受電電力平準化装置10からの出力は何も与えられていない。したがって、負荷が減少して、余剰の電力を受電電力平準化装置10で吸収すると、自動負荷制御器6に対しての入力となる受電電力は、見かけ上変動がないこことになり、自家発電機2の出力低下の制御が遅れ、受電電力平準化装置10が吸収する電力を自家発電機2から供給し続けることになってしまう。
【0009】
さらに、図12に示すような商用電源異常時の対策では、発電機2を用いることによって、重要負荷3に対して無停電とすることが可能であるけれども、異常を検出してから遮断器5の切離しが行われる時間に、電圧低下が生じてしまう。
【0010】
本発明の目的は、負荷の変動に応じて電力を吸収しても、発電機の出力低下を迅速に行うことができ、また吸収した電力を異常検出時などに有効に利用することができる受電電力調整装置ならびに自家発電装置およびその制御方法を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、発電機を商用電源に系統連系して接続する際に、逆潮流を防ぐため、負荷が少ないときに発電機の出力を抑えて、常に一定量以上の電力を受電するように制御を行う受電電力調整装置において、
負荷の急激な減少時に発電機から出力される電力を蓄積し、放出することが可能な電力蓄積手段と、
前記商用電源から受電する電力の電力値である受電電力値(E)を検出する電力変換器と、
前記電力蓄積手段に蓄積または放出される電力の電力値である入出力電力値(F)を演算する電力演算部と、
前記電力変換器によって検出された受電電力値(E)と、前記電力演算部によって演算された入出力電力値(F)との差を算出し、この差として算出された電力値(E0)を受電電力の目標値(M)から差引いた分の電力を、前記電力蓄積手段に蓄積または放出させるとともに、電力値(E0)に基づいて発電機の出力を制御する発電制御手段とを含むことを特徴とする受電電力調整装置である。
【0012】
本発明に従えば、受電電力調整装置は、発電機を商用電源に系統連系して接続する際に、逆潮流を防ぐため、負荷の少ないときに発電機の出力を抑え、常に一定量以上の電力を受電するように制御を行うために、電力蓄積手段と、電力変換器と、電力演算部と、発電制御手段とを含む。電力蓄積手段は、負荷の急激な減少時に発電機から出力される電力を蓄積し、放出することが可能である。電力蓄積手段としては、たとえばキャパシタやバッテリなどの電荷で電力を蓄積する蓄電体や、フライホイールなどのように、電力を運動エネルギに変換して蓄積する機構を採用することができる。電力変換器は、商用電源から受電する電力の電力値である受電電力値を検出する。電力演算部は、電力蓄積手段に蓄積または放出される電力の電力値である入出力電力値を演算する。発電制御手段は、電力変換器によって検出された受電電力値と、電力演算部によって演算された入出力電力値との差を算出し、この差として算出された電力値(E0)を受電電力の目標値(M)から差引いた分の電力を、前記電力蓄積手段に蓄積または放出させるとともに、電力値(E0)に基づいて、発電機の出力を制御する。したがって、発電制御手段は、負荷の急激な減少時に、電力蓄積手段が吸収する電力を除外した受電電力を一定量以上にする制御を行うことによって、迅速に、負荷の減少に追従して発電出力を減少させることができる。
【0013】
また本発明で、前記電力蓄積手段は、常時の微少な負荷変動として予め設定される範囲の電力を蓄積可能な容量を有し、
該範囲を超える過剰な電力を消費可能な電力消費手段をさらに含むことを特徴とする。
【0014】
本発明に従えば、電力蓄積手段の容量を、常時の微少な負荷変動として予め設定される範囲の電力を蓄積可能な値とし、この範囲を超える過剰な電力を電力消費手段で消費させることが可能であるので、電力蓄積手段の容量を電力の蓄積と放出とを行う頻度が高い範囲に設定して、高価な電力蓄積手段を効率よく使用することができる。たとえば電気炉などのような大電力を使用する負荷の急峻な負荷変動など、頻度が少ない過剰な電力の発生に対しては、たとえば抵抗器などの電力消費手段で消費させ、逆潮流を確実に防ぐことができる。大容量の電力蓄積手段を用いる必要がないので、コスト低減も図ることができる。
【0015】
また本発明は、前記電力蓄積手段に蓄積される電力を、負荷に直接供給可能な蓄積電力供給手段をさらに含むことを特徴とする。
【0016】
本発明に従えば、電力蓄積手段に蓄積される電力を、蓄積電力供給手段によって負荷に直接供給可能であるので、商用電源や自家用発電機の停電などの異常時に、電力蓄積手段を無停電電源として利用することができ、重要な負荷に対して常時電力供給を安定に行うことができる。自家用発電機と組合わせるので、通常の無停電電源装置と比較して、電力蓄積手段の容量を極めて小さくすることができる。
【0017】
さらに本発明は、先述のいずれかに記載の受電電力調整装置と、
該受電電力調整装置の発電制御手段によって出力が制御される発電機とを含むことを特徴とする自家発電装置である。
【0018】
本発明に従えば、受電電力調整装置で、負荷の急激な減少時に発電機から発電される余分な電力を吸収しながら、発電機の出力を低下させる制御を迅速に行い、自家発電の効率および信頼性を高めることができる。
【0019】
さらに本発明は、商用電源に系統連系して接続され、逆潮流を防ぐため、負荷の少ないときでも常に一定量以上の電力を受電するように制御を行いながら、発電機の出力を制御する自家発電装置の制御方法において、
負荷の急激な減少時に発電機から出力される電力を蓄積し、蓄積された電力を負荷に放出することが可能な電力蓄積手段を、発電機の出力線に接続しておき、
前記商用電源から受電する電力の電力値である受電電力値(E)を、電力変換器によって検出し、
前記電力蓄積手段に蓄積または放出される電力の電力値である入出力電力値(F)を、電力演算部によって演算し、
前記電力変換器によって検出された受電電力値(E)と、前記電力演算部によって演算された入出力電力値(F)との差を算出し、この差として算出された電力値(E0)を受電電力の目標値(M)から差引いた分の電力を、前記電力蓄積手段に蓄積または放出させるとともに、電力値(E0)に基づいて発電機の出力を制御することを特徴とする自家発電装置の制御方法である。
【0020】
本発明に従えば、発電機を商用電源に系統連系して接続する際に、逆潮流を防ぐため、負荷の少ないときでも発電機の出力を抑え、常に一定量以上の電力を受電するような制御を行う。負荷の急激な減少時に発電機から出力される電力を電力蓄積手段に蓄積して吸収することが可能であるので、逆潮流を確実に防ぐために必要な受電電力の一定量を、少なくして、発電機の負荷率や稼働率を向上させることができる。また、自家発電装置の制御方法では、負荷の急激な減少時に、電力蓄積手段に蓄積または放出される電力の電力値である入出力電力値(F)を、電力演算部によって演算し、
前記電力変換器によって検出された受電電力値(E)と、前記電力演算部によって演算された入出力電力値(F)との差を算出し、この差として算出された電力値(E0)を受電電力の目標値(M)から差引いた分の電力を、前記電力蓄積手段に蓄積または放出させるとともに、電力値(E0)に基づいて発電機の出力を制御することによって、迅速に、負荷の減少に追従して発電出力を減少させることができる。
【0021】
また本発明は、前記電力蓄積手段に蓄積される電力を、予め設定される重要負荷に供給することを特徴とする。
【0022】
受電電力調整のために用いる電力蓄積手段に蓄積される電荷を重要負荷に供給するので、商用電源や発電機の出力が低下するような事態が生じても、重要負荷に対しては無停電で確実に電力供給を続けることができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の実施の第1形態である自家発電装置11の概略的な電気的構成を示す。自家発電装置11は、発電機12を商用電源に系統連系して接続する際に、逆潮流を防ぐために受電電力調整装置13を用いる。受電電力調整装置13は、負荷が少ないときに発電機12の出力を抑えて、常に一定量以上の電力を商用電源から受電するように制御を行う。発電機12の設置者の構内配線ライン14には、商用電源と発電機12の出力とが接続され、負荷や重要負荷に電力が供給される。
【0024】
受電電力調整装置13では、電力入出力部15、受電電力値入力部16、商用異常信号入力部17、および受電電力値出力部18を、外部との入力または出力用に利用することができる。受電電力値出力部18には、制御部19からの制御出力が導出され、発電機12の制御に用いられる。発電機12が急峻な負荷の変動に追従することができない間の電力の蓄積や放出は、電力蓄積手段であるキャパシタ20によって行う。キャパシタ20に蓄積され、放出される電力は、電力演算部21で演算して求められる。制御部19など、受電電力調整装置13内の各部の動作用電力は、制御用電源部22から供給される。キャパシタ20は、電荷を蓄積するので、蓄積する電力はAC/DC変換部23で交流から直流に変換する必要がある。AC/DC変換部23は、キャパシタ20に蓄積されてる電荷を放電する際に、直流を交流に変換することもできる。
【0025】
電力入出力部15とAC/DC変換部23との間には、遮断器24、変流器25、および変圧器26が設けられる。変流器25および変圧器26は、AC/DC変換器23を介してキャパシタ20に充電または放電される電圧値および電流値をそれぞれ検出する。変流器25および変圧器26が検出する電圧値および電流値は、電力演算部21に入力され、電圧値および電流値の積として、電力値が算出される。制御部19には、電力演算部21からのキャパシタ20に充放電される電力値が入力されるとともに、構内配線ライン14へ商用電源から受電され、電力変換器27で電力値に変換される受電電力値が受電電力値入力部16を介して入力される。
【0026】
なお、電力変換器27は、商用電源から第1の遮断器28を介して構内配線ライン14が接続される部分に配置され、受電電力を検出する。受電電力調整装置13および重要負荷、ならびに発電機12は、第2の遮断器29を介して第1の遮断器28に接続される。重要でない負荷は、第1の遮断器28と第2の遮断器29との間に接続される。
【0027】
図2は、図1の実施形態での制御部19の制御手順を示す。ステップa0から手順を始め、ステップa1では商用電源に停電などの異常が生じているか否かを判断する。商用電源に停電などの異常が生じているか否かは、図12に示すような停電検出装置10などを用いて判断し、判断結果を表す商用異常信号を利用すればよい。ステップa1で商用電源に異常が生じていると判断されるときは、本装置の制御を一時停止し、ステップa2で商用電源が異常から復帰するのを待つ。ステップa1で商用電源に異常が生じていないと判断されるとき、またはステップa2で商用電源が異常から復帰したと判断されるときは、ステップa3に移る。
【0028】
ステップa3では、受電電力値入力部16から入力される現在の受電電力値Eと、受電電力調整装置13内の電力演算部21で演算されるキャパシタ20への入出力電力値Fとを演算する。入出力電力値Fは入力側を正(+)とする。制御部19では、電力変換器27によって検知される受電電力値Eと、電力演算部21で演算される入出力電力値Fとの差として、キャパシタ20への入出力電力Fとから、正味の受電電力値E0 をE0 =E−Fで求める。演算結果としての受電電力値E0 は、受電電力調整装置13内で使用するとともに、受電電力値出力部18から発電機12の制御入力として出力される。受電電力値E0 は、受電電力の目標値Mと比較される。E0 がM未満に減少した場合、すなわちE0 <Mであれば、ステップa4に移り、M−E0 の計算に基づいた電力の充電を行い、M−E0 分の電力をキャパシタ20で吸収し、ステップa3に戻る。なお、本実施形態の受電電力調整装置13は、目標値Mを外部から任意に設定可能な機能を有している。
【0029】
ステップa3で、E0 <Mでないと判断されるときは、ステップa5に移り、受電電力値E0 が発電機12の受電電力一定制御値Kを超えて、E0 >Kとなっているか否かを判断する。受電電力値E0 が受電電力一定制御値Kを超過する場合には、ステップa6で、キャパシタ20に充電された電力をE0 −Kの範囲内で放出し、発電電力の一部とともに負荷に供給する。ステップa6の終了、またはステップa5でE0 >Kでないと判断されるときは、ステップa1に戻り、一連の手順を繰返す。
【0030】
本実施形態の受電電力調整装置13では、キャパシタ20の充電または放電で受電電力の調整を行うので、発電機12の発電電力の調整のみによる場合と比較して、極めて速い追従速度を実現することができる。これによって、受電電力値E0 を受電電力調整装置13の容量が大きくなるのに応じて小さくすることが可能となり、発電機12の負荷率や稼働率の向上に寄与させることができる。
【0031】
図3は、本発明の実施の第2形態である自家発電装置31の概略的な電気的構成を示す。本実施形態で図1の実施形態に対応する部分には同一の参照符を付し、重複する説明を省略する。本実施形態では、負荷の急激な減少時に発電機12から出力される電力を蓄積し、放出することが可能な電力蓄積手段として、受電電力調整装置33にフライホイール40を内蔵する。フライホイール40は、交流モータおよび交流発電機のロータとして回転し、電力を運動エネルギとして貯蔵し、放出することができる。フライホイール40のドライブのために、DC/AC変換部41が追加され、その制御信号線も追加される。DC/AC変換部41は、AC/DC変換部23で交流を変換した直流を、さらに周波数を変換させた交流に変換する。本実施形態の動作は、基本的に、図1の実施形態と同様である。
【0032】
AC/DC変換部23の出力側には、図1のキャパシタ20も接続される。本実施形態の受電電力調整装置33での蓄電電力の分担としては、キャパシタ20の方がロスが少なくて済むので、キャパシタ20への充放電を優先し、キャパシタ20の容量を超過する分についてはフライホイール40への充放電を行う。なお、蓄電用のキャパシタ20がなくとも、受電電力調整装置33として動作可能である。また、キャパシタ20やフライホイール40に代えて、バッテリなどの他の蓄電体を電力蓄積手段として用いることもできる。
【0033】
図4は、本発明の実施の第3形態である自家発電装置51の概略的な電気的構成を示す。本実施形態で図1または図3の実施形態に対応する部分には同一の参照符を付し、重複する説明を省略する。本実施形態の受電電力調整装置53は、図3の受電電力調整装置33に、抵抗部60とスイッチ61とを組合わせた構成を有する。図1や図3の実施形態では、比較的微少な受電電力の調整は充分に可能であるけれども、電気炉のように大電力を使用する負荷の停止時などに対応させようとする場合には、それに見合う大容量の蓄電体が必要になる。このような大容量の電気炉などの停止は、温度調整などでの微少な負荷変動に比較して、極めて低い頻度で生じる。低い頻度に大容量の蓄電体で対応させると、高コストになってしまう。このため、比較的微少な負荷変動に対しては蓄電体を用いて経済的な充放電を行い、それを超える急峻な負荷変動に対しては蓄電体による充放電に加え、抵抗器60による過剰電力を消費させる構成を採用する。
【0034】
図5は、図4の実施形態での制御部19の制御手順を示す。ステップb0からステップb3までの手順は、図2のステップa0からステップa3までの各ステップとそれぞれ同等である。
【0035】
ステップb3でE0 <Mと判断されるときは、ステップb4に移り、M−E0 の値を、蓄電体の合計容量Cと比較する。蓄電体の合計容量は、キャパシタ20の静電容量や、フライホイール40に貯蔵可能なエネルギの容量換算値を合計して算出する。比較の結果C<M−E0 でなければ、蓄電体のみで全て制御可能になるので、ステップb5で図2のステップa4と同様に電力の吸収を行い、ステップb3に戻る。ステップb4で、C>M−E0 と判断されるときは、ステップb6およびステップb7で、C分までは蓄電体に蓄電し、これを超える部分(M−E0 )−Cについては、ステップb8で、抵抗器60のスイッチ61を超過分投入して消費させる。ステップb9では、スイッチ61を操作して、抵抗器60を順次切離していく。急峻な負荷変動が生じた場合には、発電機12の出力は、受電電力一定制御によって低下するので、抵抗器60はE0 −Kの値に基づき順次切離す。
【0036】
図6は、図5のステップb7での蓄電体への充電についての制御状態を示す。充電開始後、時間t0が経過するまでは、Cの容量を蓄電する。時間t0は、発電機12の追従遅れを考慮して設定する。時間t0が経過した後、時間t1が経過するまでは、C/(t0−t1)の傾きに従い、蓄電量を減少させていく。ここで傾きC/(t0−t1)は、発電機12の追従速度以下に設定する。
【0037】
図5のステップb7およびステップb9が終了すると、ステップb10でE0 >Kとなっているか否かを判断する。E0 >Kと判断されるときだけ、ステップb11で、図2のステップa6と同様に、蓄電した電力を放電し、ステップb1に戻る。
【0038】
図7、図8および図9は、本発明の実施の第4形態、第5形態および第6形態の自家発電装置61,71,81として、図1、図3および図4の実施形態での受電電力調整装置13,33,53の構成に加え、DC/AC変換部65および安定電力出力部66を設けた受電電力調整装置63,73,83を含む構成をそれぞれ示す。安定電力出力部66には、無停電で電力供給を行う最重要負荷を接続する。
【0039】
図10は、図7、図8および図9の実施形態に共通な制御手順を示す。ステップc0およびステップc1は、図5のステップb0およびステップb1とそれぞれ同等である。ステップc2では、受電電力調整機能を停止し、ステップc3でUninteruptable Power System からUPSと略称される無停電電源としての機能を開始させる。ステップc4以下ステップc13までの各ステップは、図5のステップb2以下ステップb11までの各ステップとそれぞれ同等である。すなわち、ステップc1からステップc4までで、商用電源に異常が発生している場合、受電電力調整装置63,73,83が有している蓄電体を利用したUPS機能を稼働させる。これは、商用電源に異常が発生した場合、図7〜図9で遮断器29が解列し、発電機12は商用電源から切離されることになるので、受電電力調整は不要となる一方、最重要負荷に対しては安定した電力供給が必要となるからである。蓄電体に蓄えられているエネルギは、全て最重要負荷用として利用することができる。
【0040】
このためには、キャパシタ20やフライホイール40の蓄電体には、常に一定以上のエネルギを蓄えている状態とすることが好ましい。したがって、充電電力放出のステップc13では、全帯電エネルギを放出するのではなく、一定以上のエネルギは残す必要がある。これは、最重要負荷への安定電力供給のため、遮断器29の解列が終了するまでのバックアップエネルギとして必要だからである。ただし、前述のように、このバックアップエネルギは、商用電源に異常が発生した場合に発電機12が商用電源から切離されることにより継続的な運用が行われ、受電電力調整装置63,73,83に継続的な電力供給を行うことが可能であることから、一般のUPS装置に比較して、極めて少ないもので対応可能である。
【0041】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、逆潮無しの条件で自家用発電機を商用電源に系統連系して接続する際に、受電電力一定制御の制御値を減少させることが可能になるので、発電機の負荷率および稼働率を向上させることができる。電力の調整は、負荷の急激な減少時などに、自家発電機から出力される電力を蓄積し、放出することが可能な電力蓄積手段を用いて行うので、一旦蓄積した電力は放出させて負荷に供給し、再利用することができるので、有効な電力エネルギの損失を少なくすることができる。
【0042】
また本発明によれば、たとえば電気炉などのような大電力を使用する負荷の急峻な負荷変動などに対しては、たとえば抵抗器などの電力消費手段で余剰の電力を消費させるので、大容量の電力蓄積手段を用いる必要がなく、コスト低減も図ることができる。
【0043】
また本発明によれば、電力蓄積手段を重要な負荷に対する無停電電源として利用することができる。自家用発電機と組合わせるので、通常の無停電電源装置と比較して、電力蓄積手段の容量を極めて小さくすることができる。
【0044】
さらに本発明によれば、負荷の急激な減少時に発電機から発電される余分な電力を吸収しながら、発電機の出力を低下させる制御を迅速に行い、自家発電の効率および信頼性を高めることができる。
【0045】
さらに本発明によれば、発電機を商用電源に系統連系して接続する際に、逆潮流を防ぐため、常に一定量以上の電力を受電するような制御を行う際に、負荷の急激な減少時には発電機から出力される余分な電力を電力蓄積手段に蓄積して吸収するので、受電電力の一定量を少なくして、発電機の負荷率や稼働率を向上させることができる。
【0046】
また本発明によれば、発電機と電力蓄積手段とを組合わせて、重要負荷への無停電で安定な電力供給を行い、電力蓄積手段の容量を小さくして、コスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の第1形態である自家発電装置11の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図2】図1の実施形態の制御手順を示すフローチャートである。
【図3】本発明の実施の第2形態である自家発電装置31の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図4】本発明の実施の第3形態である自家発電装置51の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図5】図4の実施形態の制御手順を示すフローチャートである。
【図6】図5のステップb7での蓄電量の制御についての考え方を示すグラフである。
【図7】本発明の実施の第4形態である自家発電装置61の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図8】本発明の実施の第5形態である自家発電装置71の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図9】本発明の実施の第6形態である自家発電装置81の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図10】図9の実施形態の制御手順を示すフローチャートである。
【図11】従来からの受電電力一定制御の考え方を示すグラフである。
【図12】従来からの商用電源異常時の重要負荷停電回避のための電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
11,31,51,61,71,81 自家発電装置
12 発電機
13,33,53,63,73,83 受電電力調整装置
19 制御部
20 キャパシタ
21 電力演算部
23 AC/DC変換部
24,28,29 遮断器
40 フライホイール
41,65 DC/AC変換部
60 抵抗器
61 スイッチ
66 安定電力出力部
Claims (6)
- 発電機を商用電源に系統連系して接続する際に、逆潮流を防ぐため、負荷が少ないときに発電機の出力を抑えて、常に一定量以上の電力を受電するように制御を行う受電電力調整装置において、
負荷の急激な減少時に発電機から出力される電力を蓄積し、放出することが可能な電力蓄積手段と、
前記商用電源から受電する電力の電力値である受電電力値(E)を検出する電力変換器と、
前記電力蓄積手段に蓄積または放出される電力の電力値である入出力電力値(F)を演算する電力演算部と、
前記電力変換器によって検出された受電電力値(E)と、前記電力演算部によって演算された入出力電力値(F)との差を算出し、この差として算出された電力値(E0)を受電電力の目標値(M)から差引いた分の電力を、前記電力蓄積手段に蓄積または放出させるとともに、電力値(E0)に基づいて発電機の出力を制御する発電制御手段とを含むことを特徴とする受電電力調整装置。 - 前記電力蓄積手段は、常時の微少な負荷変動として予め設定される範囲の電力を蓄積可能な容量を有し、
該範囲を超える過剰な電力を消費可能な電力消費手段をさらに含むことを特徴とする請求項1記載の受電電力調整装置。 - 前記電力蓄積手段に蓄積される電力を、負荷に直接供給可能な蓄積電力供給手段をさらに含むことを特徴とする請求項1または2記載の受電電力調整装置。
- 請求項1〜3のいずれか1つに記載の受電電力調整装置と、
該受電電力調整装置の発電制御手段によって出力が制御される発電機とを含むことを特徴とする自家発電装置。 - 商用電源に系統連系して接続され、逆潮流を防ぐため、負荷の少ないときでも常に一定量以上の電力を受電するように制御を行いながら、発電機の出力を制御する自家発電装置の制御方法において、
負荷の急激な減少時に発電機から出力される電力を蓄積し、蓄積された電力を負荷に放出することが可能な電力蓄積手段を、発電機の出力線に接続しておき、
前記商用電源から受電する電力の電力値である受電電力値(E)を、電力変換器によって検出し、
前記電力蓄積手段に蓄積または放出される電力の電力値である入出力電力値(F)を、電力演算部によって演算し、
前記電力変換器によって検出された受電電力値(E)と、前記電力演算部によって演算された入出力電力値(F)との差を算出し、この差として算出された電力値(E0)を受電電力の目標値(M)から差引いた分の電力を、前記電力蓄積手段に蓄積または放出させるとともに、電力値(E0)に基づいて発電機の出力を制御することを特徴とする自家発電装置の制御方法。 - 前記電力蓄積手段に蓄積される電力を、予め設定される重要負荷に供給することを特徴とする請求項5記載の自家発電装置の制御方法。
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